한국세라믹기술원, 항체약 더 빠르고 싸게 만드는 항체 정제 기술 개발

- 정제시간 4배 감소, 불순물 최대 12배 감소 

- 항체의약품 산업 전반에 적용될 것으로 기대

연구진 사진. 왼쪽부터 김성현 박사, 박희선 연구원. (자료제공: KICET)

TFF (Tangential Flow Filtration) 시스템 기반 항체의약품 정제용 융합단백질 ZZ-CSQ를 이용한 정제법. (자료제공: KICET)

한국세라믹기술원(KICET, 원장 윤종석)은 김성현 박사와 박희선 연구원이 기초과학연구원(원장 노도영) 우재성 박사와 공동연구를 통해, 항체의약품을 더 빠르고 저렴하게 정제할 수 있는 새로운 시스템을 개발했다고 2월 11일 밝혔다.

연구팀이 개발한 기술은 ‘접선유동여과(TFF)’ 방식을 활용한 무컬럼 항체 정제 시스템으로, 기존 항체의약품 생산 공정에서 필수적으로 사용되던 고가의 정제 컬럼을 사용하지 않는 것이 특징이다. 이를 통해 정제 시간과 비용을 크게 줄일 수 있는 가능성을 제시했다.

항체의약품은 우리 몸의 특정 질병 원인만을 정확히 찾아 치료할 수 있어 효과가 뛰어난 치료제이지만, 생산 과정이 복잡하고 비용이 많이 들어 약값이 비싸다는 한계가 있다. 특히 항체를 깨끗하게 걸러내는 ‘정제 공정’은 전체 생산 비용의 상당 부분을 차지한다.

현재 가장 널리 사용되는 항체 정제 방식인 ‘Protein A 컬럼 정제법’은 전체 생산 원가의 약 35%를 차지할 정도로 비용 부담이 크며, 정제 과정에 오랜 시간이 걸리는 단점이 있다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 항체와 선택적으로 결합하는 새로운 융합단백질(ZZ-CSQ)을 개발하고, 이를 접선유동여과(TFF) 방식에 적용했다.

접선유동여과는 액체가 필터 표면을 스치듯 흐르면서 불순물을 걸러내는 방식으로, 막힘이 적고 대량 처리가 가능해 제약·바이오 산업에서 널리 활용되고 있다. 이 기술을 통해 연구팀은 컬럼을 사용하지 않는 새로운 항체 정제 공정을 구현했으며, 정제된 항체가 기존 방식과 비교해 안정성과 기능에 변화가 없다는 점도 확인했다.

실험 결과, 새로 개발한 정제 시스템으로 얻은 항체는 97% 이상의 높은 순도를 보였으며, 기존 정제 방법보다 약 4배 빠른 속도로 정제가 가능했다. 또한 정제 과정에서 문제가 되는 불순물은 최대 12배 이상 감소한 것으로 나타났다.

연구팀은 이번 기술이 실험실 규모를 넘어 대량 생산 공정으로도 충분히 확장 가능하다는 점을 확인했으며, 향후 항체의약품 산업 전반에 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

김성현 박사는 “이번에 개발한 기술은 고가의 정제용 수지 없이도 항체를 빠르고 효율적으로 정제할 수 있는 시스템”이라며 “상용화될 경우 항체의약품 생산 비용을 크게 낮추고, 국내 바이오 산업의 경쟁력을 높이는 데 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 삼성미래기술육성사업의 지원을 받아 수행했다. 연구 결과는 분리·정제 분야 국제 학술지 상위 10% 이내에 해당하는 ‘Separation and Purification Technology’에 게재됐다.

[Ceramic Korea (세라믹뉴스)=이광호 ]